Контрольно-измерительные приборы (КИПиА): виды, применение и выбор

Контрольно-измерительные приборы и автоматика (КИПиА) — это основа любого современного производства: без них невозможно измерять, контролировать и регулировать температуру, давление, расход и другие параметры технологического процесса. От правильного подбора КИПиА зависит точность управления, безопасность и экономика предприятия. Разберём, что относят к контрольно-измерительным приборам, какие бывают виды, где их применяют и как выбрать приборы под свою задачу.

Что такое КИПиА

КИПиА — это комплекс устройств, которые измеряют физические величины, преобразуют их в сигнал, отображают, регистрируют и используют для автоматического регулирования. Аббревиатура объединяет две части: контрольно-измерительные приборы (датчики, измерители, показывающие устройства) и автоматику (регуляторы, контроллеры, исполнительные механизмы). Вместе они образуют измерительный контур: датчик измеряет параметр, вторичный прибор его показывает, а регулятор поддерживает нужное значение.

Виды КИПиА по измеряемому параметру

Чаще всего приборы классифицируют по тому, какую величину они измеряют.

Самые массовые приборы на любом объекте — это датчики температуры и датчики давления: именно температура и давление чаще всего определяют ход технологического процесса.

КИПиА по роли в измерительном контуре

Внутри контура приборы делят по функции:

• Первичные (датчики) — непосредственно измеряют параметр и преобразуют его в сигнал: термосопротивление, термопара, датчик давления.
• Вторичные приборы — показывают, регистрируют и обрабатывают сигнал: измерители-регуляторы, самописцы, индикаторы.
• Регуляторы и контроллеры — сравнивают измеренное значение с заданием и управляют процессом.
• Исполнительные механизмы — клапаны, приводы, которые отрабатывают команду регулятора.

Для настройки и калибровки «умных» датчиков с цифровым выходом применяют отдельный инструмент — об этом в статье про HART-коммуникатор. Готовые измерители и индикаторы собраны в разделе измерительные приборы.

Выходные сигналы и протоколы

Чтобы приборы «понимали» друг друга, они используют стандартные сигналы. Самый распространённый в промышленности — токовая петля 4–20 мА, устойчивая к помехам и длинным линиям. Поверх неё часто работает цифровой протокол HART, а современные системы используют цифровые шины. Принцип токового сигнала разобран в статье про датчик 4–20 мА, а инструменты для работы с HART — в разделе коммуникаторы для полевых приборов.

Где применяют контрольно-измерительные приборы

КИПиА используют везде, где есть управляемый технологический процесс:

• нефтегазовая и химическая промышленность — с требованием взрывозащиты;
• энергетика и теплоснабжение — контроль температуры и давления пара;
• водоподготовка и ЖКХ — учёт и контроль сред;
• пищевая промышленность — точное поддержание режимов;
• вентиляция и автоматика зданий — климат и микроклимат.

Для опасных зон приборы выбирают во взрывозащищённом исполнении — как читать маркировку, описано в статье про взрывозащищённый датчик и маркировку Ex.

Как выбрать КИПиА

Подбор приборов идёт по нескольким критериям:

• Измеряемый параметр и диапазон — что и в каких пределах измеряем.
• Точность и класс допуска — чем ответственнее процесс, тем выше требования.
• Выходной сигнал — под вход вашей АСУ: 4–20 мА, HART, цифровая шина.
• Условия эксплуатации — температура, агрессивность среды, степень защиты IP, взрывозащита.
• Поверка — прибор должен иметь возможность периодической поверки.

Какой класс точности выбрать и что он означает, разобрано в статье про класс допуска датчика, а принципиальный выбор типа датчика температуры — в материале про термопару или термосопротивление.

Поверка и обслуживание

Контрольно-измерительные приборы относятся к средствам измерений, поэтому требуют периодической поверки и калибровки — только так показания остаются достоверными. Между поверками приборы обслуживают: проверяют исправность, перекалибровывают, при необходимости меняют. Как самостоятельно проверить датчик, описано в статье про проверку датчика мультиметром.

Часто задаваемые вопросы

Что входит в КИПиА?

Датчики (первичные приборы), вторичные показывающие и регистрирующие приборы, регуляторы и контроллеры, а также исполнительные механизмы и средства связи — коммуникаторы.

Чем датчик отличается от прибора?

Датчик — первичный прибор, он измеряет параметр и выдаёт сигнал. Вторичный прибор принимает этот сигнал, показывает и обрабатывает его. Вместе они образуют измерительный контур.

Какой сигнал у промышленных приборов самый распространённый?

Токовая петля 4–20 мА. Она устойчива к помехам и длинным линиям, а поверх неё часто работает цифровой протокол HART.

Нужна ли КИПиА поверка?

Да. Контрольно-измерительные приборы — средства измерений, им требуется периодическая поверка, иначе показания нельзя считать достоверными.

Как подобрать приборы для взрывоопасной зоны?

Выбирайте приборы во взрывозащищённом исполнении с соответствующей маркировкой Ex под класс зоны, температурный класс и группу среды.

Контрольно-измерительные приборы в Казахстане — подбор и поставка

NODE Company поможет подобрать контрольно-измерительные приборы под ваш процесс — датчики температуры и давления, измерители, регуляторы и коммуникаторы, подскажет по сигналам и взрывозащите и отправит со склада в Алматы и по Казахстану. Заявка — в разделах датчики температуры, датчики давления или через контакты.